用极限定义证明: $\lim _{x \rightarrow 0}\left(\frac{1}{1+x}-\sin x\right)=1$ .
求 $\lim _{x \rightarrow 0} \frac{\left(1+x^2\right)(1-\cos 2 x)-2 x^2}{x^4}$ .
设函数 $f(x)$ 在 $[0,1]$ 上连续,在 $(0,1)$ 内二阶可导,且 $f(0)=f(1)=0$ , $f^{\prime \prime}(x) < 0(x \in(0,1)), M=\max _{0 \leqslant x \leqslant 1} f(x)>0$ .
(1)证明:对任意 $n \in \mathbf{Z}^{+}$,存在唯一的 $x_n \in(0,1)$ ,使得 $f^{\prime}\left(x_n\right)=\frac{M}{n}$ ;
(2)对(1)中得到的 $\left\{x_n\right\}$ ,证明: $\lim _{n \rightarrow \infty} x_n$ 存在,且 $\lim _{n \rightarrow \infty} f\left(x_n\right)=M$ .